KR20150138894A

KR20150138894A - 개선된 보강벨트를 가지는 공기입 타이어

Info

Publication number: KR20150138894A
Application number: KR1020140065661A
Authority: KR
Inventors: 김상현
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-11

Abstract

본 발명은 트레드부와 사이드월부 및 비드부를 포함하며, 상기 비드부에 카카스가 턴업 설치되고, 카카스와 트레드부 사이에 복수의 벨트층이 적층 설치되며, 상기 벨트층의 최상부에는 풀커버 보강벨트와 에지커버 보강벨트가 설치되고, 상기 에지커버 보강벨트는 풀커버 보강벨트에 비하여 EPI가 5~15%, 코드 단면적이 10~20% 증가되는 공기입 타이어에 관한 것으로, 에지커버 보강벨트가 풀커버 보강벨트(8a)에 비하여 증가된 인장 강도를 가짐으로써 고속주행 시 사이드부의 스탠딩 웨이브 현상을 크게 감소시켜 고속내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

개선된 보강벨트를 가지는 공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE HAVING IMPROVED REINFORCEMENT BELT LAYER}

본 발명은 개선된 보강벨트를 가지는 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 보강벨트 구조에서 숄더부의 구조를 개조하여 고속주행 시 스탠딩 웨이브 현상을 감소시킴으로써 고속 내구성을 향상시킨 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 공기입 타이어는, 타이어의 내주를 구성하는 인너라이너, 노면과 접하며 벨트층을 갖춘 트레드부와, 타이어 내부 코드층으로 하중을 지지하고 충격에 견디는 타이어의 골격인 카카스, 타이어의 옆부분으로 카카스를 보호하고 굴신운동을 하는 사이드월부 및, 코드지 끝부분을 감아주며 타이어를 림(Rim)에 장착시키는 비드부로 이루어져 있다.

한편 타이어의 벨트부는 외력에 대한 충격을 흡수 또는 차단시키는 타이어의 보강층으로써, 이와 같은 벨트는 금속 재질의 코드 상하에 고무층을 토핑시켜 형성되며, 이와 같이 형성된 벨트를 카카스와 트레드부 사이에 다수 매로 적층 설치하여 벨트부를 구성한다.

여기에서 벨트부의 최상부에 위치하는 풀커버(full cover) 보강벨트 및 에지커버(edge cover) 보강벨트는 트레드부의 형상을 유지하고 타이어 원주방향의 강성을 유지하는데 목적이 있다. 특히 에지부(숄더부)에 보강벨트를 추가하는 목적은 타이어 회전 시 로딩(loading) 및 인플레이션(inflation)이 반복되는 현상으로 사이드부 변형이 발생되는데 고속주행 시 사이드부에 스탠딩 웨이브(standing wave) 현상이 발생하게 되는데 이러한 스탠딩 웨이브 현상을 줄여 타이어의 고속내구성을 향상시키는 데 있다. 그러나 현재 고속회전 시 사이드부에 발생하는 스탠딩 웨이브 현상을 획기적으로 감소시키는 에지커버 보강벨트는 개발이 미흡한 실정이다.

특히 최근에는 자동차 배기량 및 주행성능이 우수하여 자동차 회사들이 가혹한 조건의 고속주행 성능을 요구하고 있는 실정이며, 따라서 캠버 앵글(camber angle) 상태에서 임계속도 이상의 고속주행 시 사이드부에 발생하는 스탠딩 웨이브 현상을 방지하려면 사이드부의 강성이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 보강벨트 구조에서 숄더(shoulder)부의 구조를 개조하여 고속주행 시 스탠딩 웨이브 현상을 감소시켜 고속 내구성을 향상시킨 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 트레드부와 사이드월부 및 비드부를 포함하며, 상기 비드부에 카카스가 턴업 설치되고, 카카스와 트레드부 사이에 복수의 벨트층이 적층 설치되며, 상기 벨트층의 최상부에는 풀커버 보강벨트와 에지커버 보강벨트가 설치되는 공기입 타이어에 있어서, 상기 에지커버 보강벨트는 풀커버 보강벨트에 비하여 EPI가 5~15%, 코드 단면적이 10~20% 증가되는 구조인 공기입 타이어에 관한 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 에지커버 보강벨트는 풀커버 보강벨트에 비하여 바람직하게는 EPI가 10%, 코드 단면적이 15% 증가되는 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 에지커버 보강벨트는 재질이 나일론으로 이루어지며, EPI가 20~40, 코드의 평균 지름이 0.5~0.8 mm 이고, 코드는 스틸 코드인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 공기입 타이어는, 풀커버 보강벨트에 비하여 에지커버 보강벨트의 EPI 및 코드 단면적을 각각 증가시킴으로써, 고속주행 시 사이드부의 스탠딩 웨이브 현상을 크게 감소시켜 고속내구성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기입 타이어의 단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 공기입 타이어에서 에지커버 보강벨트를 특정하여 표시한 도면이다.
도 3은 EPI의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 스탠딩 웨이브 해석방법의 하나로서, 타이어의 고속회전 시 나타나는 변형 해석 결과로 사이드월부의 최대 변형지점을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 첨부된 도면 등을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 기존의 보강벨트 구조에서 숄더부의 구조를 개조하여 고속주행 시 사이드부의 스탠딩 웨이브 현상을 감소시킴으로써 고속 내구성을 향상시킨 공기입 타이어에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공기입 타이어의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 에지커버 보강벨트를 특정하여 표시한 도면이며, 도 3은 EPI의 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기입 타이어는 트레드부(1)와 사이드월부(2) 및 비드부(4)를 포함하며, 상기 비드부(4)에 카카스(5)가 턴업 설치되고, 카카스와 트레드부 사이에는 복수의 벨트층(6a, 6b)이 적층 설치된다. 이때 상기 벨트층(6a, 6b)의 최상부에는 풀커버(full cover) 보강벨트(8a) 및 에지커버(edge cover) 보강벨트가 설치된다.

상기 풀커버 보강벨트(8a) 및 에지커버 보강벨트(8b)는 트레드부의 형상을 유지하고 타이어 원주방향의 강성을 유지하는데 목적이 있다. 특히 에지커버 보강벨트(8b)는 고속주행 시 사이드부에 발생하는 스탠딩 웨이브(standing wave) 현상을 감소시키는 데 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 종래의 공기입 타이어에 있어서는 풀커버 보강벨트와 에지커버 보강벨트를 동일한 물성을 갖는 벨트를 사용함으로써 에지커버 보강벨트의 역할이 미미하였다.

본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 공기입 타이어에 있어서는 상기 에지커버 보강벨트(8b)는 풀커버 보강벨트(8a)에 비하여 EPI가 5~15%, 코드 단면적이 10~20% 증가되는 구조를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 EPI가 10%, 코드 단면적이 15% 증가되는 구조인 것이 좋다.

EPI(end per inch)란 인치 당 포함되는 코드의 개수를 의미하며 EPI가 클수록 벨트 내에 코드가 촘촘하게 존재함을 의미한다. 본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서는, 타이어의 종류에 따라 달라질 수 있으나 통상적으로 에지커버 보강벨트(8b)의 EPI가 20~40, 코드의 평균 지름이 0.5~0.8 mm 인 것이 바람직하다. 상기 에지커버 보강벨트(8b)의 재질로는 이에 한정되는 것은 아니나 바람직하게는 나일론을 사용할 수 있으며, 상기 코드는 스틸 코드인 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명을 실시한 예로 사이즈는 245/55R17의 타이어 모델을 이용하여 FEM(Finite Element Method, 유한 요소 해석)를 실시한 결과를 아래 표 1에 정리하였다.

해석조건은 에지커버 보강벨트의 EPI 24 및 코드 지름 0.62 mm의 조건에서 실시하였다.

표 1에 도시된 바와 같이, 해석결과 접지형상은 접지폭이 줄어 접지면적이 약간 감소하는 반면 스탠딩 웨이브 현상이 크게 감소된 결과를 얻을 수 있었다.

		Standing Wave
종래기술		2.99
	접지폭 / 접지면적
	187( mm ) / 190( Cm ² )
본 발명		2.07
	접지폭 / 접지면적
	181.8( mm ) / 187.9( Cm ² )

도 4는 스탠딩 웨이브 해석방법의 하나로서, 타이어의 고속회전 시 나타나는 변형 해석 결과로 사이드월부의 최대 변형지점을 나타낸 그래프이며, 180°부근이 최대로 변형되는 지점이다. 속도가 가장 낮은 100km/h 에서는 최대 변형지점을 지나면 원상태로 돌아오지만 임계속도 약 250km/h 이상에서는 웨이브가 남아있는 현상이 발생된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공기입 타이어는, 에지커버 보강벨트가 풀커버 보강벨트에 비하여 증가된 인장 강도를 가짐으로써 고속주행 시 사이드부의 스탠딩 웨이브 현상을 크게 감소시켜 고속내구성이 향상되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.

Claims

트레드부와 사이드월부 및 비드부를 포함하며, 상기 비드부에 카카스가 턴업 설치되고, 카카스와 트레드부 사이에 복수의 벨트층이 적층 설치되며, 상기 벨트층의 최상부에는 풀커버 보강벨트와 에지커버 보강벨트가 설치되는 공기입 타이어에 있어서,
상기 에지커버 보강벨트는 풀커버 보강벨트에 비하여 EPI가 5~15%, 코드 단면적이 10~20% 증가되는 구조인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 에지커버 보강벨트는 풀커버 보강벨트에 비하여 EPI가 10%, 코드 단면적이 15% 증가되는 구조인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 에지커버 보강벨트는 EPI가 20~40, 코드의 평균 지름이 0.5~0.8 mm 인 것을 특징으로 하는공기입 타이어.
제3항에 있어서, 상기 에지커버 보강벨트의 재질은 나일론이며, 코드는 스틸 코드인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.